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Sulfure de tricarbone

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Sulfure de tricarbone
Image illustrative de l’article Sulfure de tricarbone
Structure du sulfure de tricarbone.
Identification
Nom UICPA 3-Sulfanylidènepropa-1,2-dién-1-ylidène
Synonymes

monosulfure de tricarbone

No CAS 109545-35-9
Propriétés chimiques
Formule C3S  [Isomères]
Masse molaire[1] 68,097 ± 0,007 g/mol
C 52,91 %, S 47,09 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le sulfure de tricarbone[2], ou monosulfure de tricarbone, est un composé radicalaire de formule chimique :C=C=C=S. Il s'agit d'un hétérocumulène très réactif terminé par un hétéroatome de soufre et détecté dans le milieu interstellaire, par exemple dans le TMC-1[3] ou dans la nébuleuse de Kleinmann-Low[4], au cœur de la nébuleuse d'Orion. Le rapport de concentration entre le monoxyde de tricarbone C3O et le sulfure de tricarbone C3S reflète le rapport de concentration entre l'oxygène et le soufre dans le nuage moléculaire. Les rapports de concentrations des analogues à l'oxygène et au soufre suivent la même tendance[3]. Il peut s'agir de nuages froids et sombres, ou au contraire de nuages chauds[4]. Du C3S a également été détecté dans l'exosphère d'étoiles carbonées de la branche asymptotique des géantes, par exemple autour de l'étoile CW Leonis[5].

Le moment dipolaire du sulfure de tricarbone vaut 3,704 D. La longueur de la liaison :C=C terminale est de 127,5 pm, celle de la liaison C=C centrale est de 129,2 pm, et celle de la liaison C=S est de 153,5 pm. Le fait que les liaisons entre les atomes de carbone aient des longueur semblables confirme leur nature de liaisons doubles[3]. La molécule présente une bande d'absorption infrarouge caractéristique à 2 047,5 cm−1 due à l'étirement d'une liaison C=C[2].

Réactions

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Tout comme le thioxoéthénylidène C2S qui lui est apparenté, le sulfure de tricarbone peut être obtenu par décharge luminescente à travers un gaz de disulfure de carbone CS2 dans l'hélium.

Les raies d'émission micro-ondes de certaines transitions rotationnelles correspondent à des raies jusqu'alors non identifiées dans le nuage moléculaire du Taureau[6],[7]. Les concentrations maximales s'obtiennent sous une pression de CS2 de 0,02 torr.

On pense que, dans les nuages moléculaires, le mécanisme de formation serait ⋮CH + :CCS ⟶ ·H + :CCCS[8]. Sur les grains de poussière cosmique, le mécanisme sous irradiation à la lumière visible ou ultraviolette serait CCC + H2S ⟶ CCC•HSH ⟶ CCCS + H2. Cette réaction a été reproduite dans une matrice d'argon solide[2].

Notes et références

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  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ a b et c (en) Nathan P. Roehr, Jan Szczepanski, Yi Fu, Nicolas C. Polfer et Martin Vala, « Reaction of the C3(X1Σg+) carbon cluster with H2S(X1A1), hydrogen sulfide: Photon-induced formation of C3S, tricarbon sulfur », The Journal of Chemical Physics, vol. 141, no 20,‎ , article no 204310 (PMID 25429945, DOI 10.1063/1.4901891, Bibcode 2014JChPh.141t4310R, lire en ligne).
  3. ↑ a b et c (en) E. E. Etim, M. E. Onudibia, J. E. Asuquo, O. P. Ukafia, C. Andrew et O. A. Ushie, « Interstellar C3S: Different Dipole Moment, Different Column Density, Same Astronomical Source », FUW Trends in Science & Technology Journal, vol. 2, no 1B,‎ , p. 574-577 (lire en ligne Accès libre).
  4. ↑ a et b (en) B. Tercero, J. Cernicharo, J. R. Pardo et J. R. Goicoechea, « A line confusion limited millimeter survey of Orion KL I. Sulfur carbon chains », Astronomy and Astrophysics, vol. 517,‎ , article no 196 (DOI 10.1051/0004-6361/200913501, Bibcode 2010A&A...517A..96T, arXiv 1004.2711, S2CID 117835696, lire en ligne Accès libre).
  5. ↑ (en) M. B. Bell, L. W. Avery et P. A. Feldman, « C3S and C5S in IRC +10216 », Astrophysical Journal Letters, vol. 417,‎ , p. L37 (DOI 10.1086/187088, Bibcode 1993ApJ...417L..37B).
  6. ↑ (en) Satoshi Yamamoto, Shuji Saito, Kentarou Kawaguchi, Norio Kaifu, Hiroko Suzuki et Masatoshi Ohishi, « Laboratory Detection of a New Carbon-Chain Molecule C3S and Its Astronomical Identification », Astrophysical Journal Letters, vol. 317,‎ , p. L119 (DOI 10.1086/184924, Bibcode 1987ApJ...317L.119Y).
  7. ↑ (en) Shuji Saito, Kentarou Kawaguchi, Satoshi Yamamoto, Masatoshi Ohishi, Hiroko Suzuki et N. Kaifu, « Laboratory Detection and Astronomical Identification of a New Free Radical, CCS(3Σ−) », Astrophysical Journal Letters, vol. 317,‎ , p. L115 (DOI 10.1086/184923, Bibcode 1987ApJ...317L.115S).
  8. ↑ (en) Nami Sakai, Masafumi Ikeda, Masaru Morita, Takeshi Sakai, Shuro Takano, Yoshihiro Osamura et Satoshi Yamamoto, « Production Pathways of CCS and CCCS Inferred from Their 13C Isotopic Species », The Astrophysical Journal, vol. 663, no 2,‎ , p. 1174-1179 (DOI 10.1086/518595, Bibcode 2007ApJ...663.1174S, lire en ligne Accès libre).
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